Pokrok směrem k hybridním a elektrickým vozům se zdá být přirozeným krokem ve vývoji automobilové technologie. Analytici nepředpokládají v nejbližší době pokles cen ropy a benzínu, což účinně řadí výrobce automobilů na vyšší rychlost, aby našli další nejlepší způsob pohonu vozidel. Pokud jsou nedávné koncepční vozy odhalené velkými výrobci automobilů přesnými předpovědi, Lithium-iontové baterie (Li-ion) může to být ta kouzelná kulka.
Vezměte si například Chevrolet Volt . Jedná se o plug-in hybridní koncepční vůz General Motors navržený tak, aby ujel 40 mil (64,3 kilometrů) s využitím Li-ion baterií. Poté se na dalších 600 mil (965 kilometrů) ujme malý plynový motor. To znamená, že mnoho lidí by mohlo dokončit své každodenní dojíždění, aniž by spálili kapku plynu. Kromě toho společnost plánuje začít je hromadně vyřazovat do roku 2010.
A Chevrolet není v trendu Li-ion sám. Jeep, Cadillac, Dodge, Land Rover, Chrysler a Saturn všechny předvedly koncepční vozy z roku 2008, které obsahují Li-ion baterie pro ekologičtější jízdu [zdroj:Mahoney].
Proč vůbec toto líbání se nad Li-ion bateriemi? Toyota Prius a dva nové hybridy, které společnost představila v červnu 2008, používají nikl-metal-hydridovou baterii. Podle nejnovějších standardů EPA má Prius dohromady 46 mil na galon - nemluvě o tom, že se prodával jako rohlíky. [zdroj:fueleconomy.gov].
Ale co se týče energie, Li-ion baterie mají prostě silnější úder. Li-ion baterie ukládají více energie do menších prostor než tradičnější olověné a nikl-metal-hydridové. Lithium má největší hustotu energie a elektrochemický potenciál ze všech kovů, což mu dává výdrž [zdroj:Buchmann]. Nikl-metal-hydridové baterie v hybridech na silnici jsou také těžké, což omezuje jejich potenciál, zatímco Li-ion baterie dokážou zvýšit rychlost, aniž by vůz zatížily. Díky této vlastnosti můžete jejich menší verze najít v mnoha produktech spotřební elektroniky, jako jsou notebooky, mobilní telefony a iPody.
Na cestě k tomu, aby se Li-ion baterie staly benzínem zítřka, je však několik překážek, jmenovitě bezpečnost, náklady a životnost. Bezpečnostní problémy prověříme na další stránce.
Pamatujete si, když v roce 2006 vzplanuly notebooky? Byla to lithium-iontová baterie.
Náhodné výbuchy z přehřátí nebyly rozšířeným problémem, ale přesto výrobce lithium-iontových baterií Sony, který v roce 1991 přišel s první komercializovanou lithium-iontovou baterií, kvůli tomu musel stáhnout více než 6 milionů počítačů [zdroj:Lamb ].
Během několika let od té doby Li-ion baterie zcela neobnovila svou pověst bezpečnosti. Nyní můžete vidět, proč umístění do auta některé lidi trochu znervózňuje.
Proč existuje možnost výbuchu? Li-ion baterie fungují tak, že oddělují své kladné a záporné strany tenkou vrstvou zvanou elektrolyt . Elektrolyt je perforován, aby ionty lithia mohly procházet z jedné strany komory na druhou, čímž se vytváří proud. Drobné kousky kovu, které jsou výsledkem výrobního procesu, mohou potenciálně uvíznout v těchto perforacích a bránit tak volnému proudění iontů. Poté se může nahromadit tlak a teplo a způsobit výbuch. Také umožnění příliš rychlého pohybu iontů může také vést k přehřátí.
Jak tedy funguje plně elektrický Tesla Roadster zvládne pod kapotu nacpat 6 831 Li-ion baterií, aniž by riskoval větší výbuch? Systém ukládání energie, který vůz pohání, je vybaven chladicím systémem, který zajišťuje, že se baterie nepřehřívají. Také reguluje rychlost toku iontů, aby se příliš rychle nenabíjely nebo nevybíjely.
Vzhledem k tomu, že automobilky a vědci si uvědomují široký potenciál Li-ion baterií, investovali čas a peníze do hledání způsobů, jak snížit jakákoli bezpečnostní rizika. Například nanotechnologie , studium atomů a nanostruktur, může být schopné těmto nebezpečným explozím zabránit. Nové nanomateriály, jako je nanofosfát, nejsou náchylné ke zkratu jako grafit, tradiční Li-ion elektrolyt [zdroj:Peter].
A když už mluvíme o čase a penězích, než Li-ion baterie vstoupí do spotřebitelského automobilového světa, musí být levnější a s delší životností. Na další stránce se dozvíte proč a jak.
Elektromobily včerejškaDnešní směřování k elektromobilům je spíše oživením než revolucí. Ve skutečnosti byly elektrické kočáry na počátku 19. století, dlouho před spalovacími motory. V naší době Toyota i General Motors koncem 90. let přišly s modely elektromobilů, které nakonec stáhly z výroby.
GM EV-1:General Motors vydala malý počet těchto elektrických sedanů v roce 1996, ale pouze k pronájmu. To vytáhlo všechny modely v roce 2003 poté, co utratilo hlášenou 1 miliardu $ na vývoj [zdroj:CBS News]. Časopis TIME jej také označil za jedno z „50 nejhorších aut všech dob“ kvůli jeho omezenému dojezdu a vysokým výrobním nákladům [zdroj:TIME].
Toyota RAV4-EV:Elektrická verze známého SUV RAV. Stejně jako EV-1 přestala Toyota vyrábět tento model v roce 2003. Podle společnosti zakonzervovala vůz kvůli pomalému prodeji a nepraktičnosti jeho baterie, která spotřebuje energii, jejíž výměna je dražší než výměna celého vozidla [zdroj:Toyota] .
Přečtěte si více>
Tesla Roadster může ujet ekvivalent 256 mil na galon. Stačí jej zapojit přes noc a můžete ujet až 250 mil (402 kilometrů), aniž byste museli zastavovat u čerpací stanice. Má to ale háček – model z roku 2009 se prodává za více než 100 000 $.
Součástí této vysoké ceny je elegantní design a vybavení sportovních vozů a výkon z nuly na 60 mil za hodinu za méně než čtyři sekundy – zrychlení, které se řadí mezi nejvýkonnější benzinové sportovní vozy. Ale tato síla není levná. Ve skutečnosti jsou Li-ion baterie přibližně čtyřikrát až pětkrát dražší než nikl-metal-hydridové [zdroj:Popely]. Vzhledem k tomu, že balíčky pro auta mohou stát každý mezi 10 000 a 15 000 $, nalezení levnější alternativy bude velkou překážkou pro automobilové společnosti, které je chtějí prodávat [zdroj:Popely].
Problém je také s výdrží baterie. Stejně jako AA baterie, které vložíte do dálkového ovladače televizoru, i Li-ion baterie se nakonec vybijí. I když je nepoužíváte, začnou degradovat, jakmile budou vyrobeny. Můžete je dobíjet, ale jen omezeně. Je to jako snažit se naplnit džbán vodou, který má malou dírku, která se každým použitím zvětšuje a zvětšuje.
Měříme životnost baterie v cyklech nebo kolikrát ji můžete vybít, nabít a znovu používat. S Li-ion bateriemi, když začnete se 100% plně nabitou baterií, získáte delší životnost jednotlivých cyklů, ale snížíte celkový počet cyklů, které z toho získáte. Z tohoto důvodu vám Tesla Roadster neumožňuje znovu nabít více než 95 procent původní energie nebo ji nechat vybít na méně než 2 procenta [zdroj:Eberhard a Straubel]. Společnost také předpokládá, že baterie vydrží 100 000 mil nebo pět let. V tomto okamžiku byste museli vyměnit baterii.
Stejně jako u otázky bezpečnosti hledají výzkumníci alternativu lithia s delší životností. A opět se zdá, že nanotechnologie vede balík potenciálních řešení. Jedna společnost, Altair Nanotechnologies, v roce 2006 oznámila, že našla nový materiál, který by daleko přežil Li-ion baterie a rychleji se dobíjel za stejnou cenu, nazvaný lithium titanát [zdroj:Bullis]. Kanadská automobilka Phoenix Motorcars používá lithium-titanátové baterie ve své řadě elektromobilů, které mají dojezd více než 100 mil.
Toshiba také přišla s rychlonabíjecí Li-ion baterií původně pro jízdní kola a stavební vozidla, kterou chce nakonec otestovat v autech [zdroj:MSNBC]. V červnu 2008 Toyota také zveřejnila plány spojit své síly se společností, která vyrábí její současné hybridní baterie, a vyvinout Li-ion baterie do roku 2009 [zdroj:Kim].
Vzhledem k tomu, že do vývoje Li-ion baterií spadá tolik energie, existuje velká pravděpodobnost, že by mohly v blízké budoucnosti pohánět naše vozy. Pro více informací o vozech zítřka a souvisejících informací navštivte odkazy na další stránce.
